腐蚀钢筋再生混凝土梁承载力数值模拟.pdfVIP

低 温 建 筑 技 术 2015年第 1期 (总第 199期) DOI：10．13905／j．cnki．awjz．2015．01．033 腐蚀钢筋再生混凝土梁承载力数值模拟 宋永吉 ， 叶方洁 ， 李洪明 (1．江苏筑原建筑设计有限公司， 江苏 常州 213002；2．南京航空航天大学土木工程系． 南京 210016) 【摘 要】 利用有限元方法对钢筋腐蚀率为2．6％再生混凝土梁进行了模拟和分析，通过对有限元计算结果 的分析，可知梁的破坏形态、竖向裂缝扩展过程和荷载一挠度曲线均与试验结果类似。有限元计算得到腐蚀钢筋 再生混凝土梁的极限承载力比试验结果低约6％。 【关键词】有限元分析；腐蚀钢筋；再生混凝土梁；破坏形态；极限承载力 【中图分类号】 TU375 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2015)O1—0096—03 再生集料混凝土是指利用废旧混凝土破碎加工而成的 度 510e6N／m ，弹性模量2．0ellN／m 。架立筋屈服强度为 再生集料，部分或全部代替天然集料配制而成的新混凝土， 235e6N／m ，弹性模量2．1el1N／m 。钢筋泊松比均取 0．3。 简称再生混凝土 J。 目前，国内外对再生混凝土梁的研究 本文钢筋腐蚀率为2．6％，腐蚀钢筋应力一应变关系参考文 已经较多。Ishi~2J、肖建庄 等人试验和研究分析都表明 献[5]。腐蚀钢筋与再生混凝土之间的粘结滑移关系根据 再生混凝土梁抗弯正截面服从平截面假定；其抗弯性能较 肖建庄等 的研究成果计算。 普通混凝土梁没有明显下降，而刚度有所下降。但对于再 3 单元类型的选择 生混凝土梁处于腐蚀环境中承载力和变形的研究很少。钢 采用钢筋与再生混凝土的分离式模型对腐蚀钢筋再生 筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要原因。钢筋腐 混凝土梁进行有限元分析。箍筋和架立筋单元与再生混凝 蚀会导致混凝土结构过早破坏，造成巨大的经济损失。 土单元共用节点，纵筋单元与再生混凝土单元之间由粘结 研究表明，腐蚀钢筋再生混凝土梁的抗弯性能与腐蚀 单元联接。ANSYS设计时采用改进的William—Wamke五 钢筋普通混凝土梁相似。本文利用有限元分析软件 AN． 参数破坏准则作为再生混凝土强度破坏准则。再生混凝土 SYS，根据腐蚀钢筋普通混凝土梁的抗弯分析方法，对钢筋 选用SOLID65单元，钢筋选用LINK8单元 ，再生混凝土与钢 腐蚀率为2．6％的再生混凝土梁进行了模拟和分析 ，求解其 筋之间的粘结由COMBINE39单元来模拟。 极限承载力。将 ANSYS分析的结果与腐蚀钢筋再生混凝土 4 模型建立 梁的加载试验结果对比，分析了钢筋腐蚀后再生混凝土梁 本文根据有限元分析的特点和工作量的大小，先创建 的破坏形态、承载力和挠度的变化规律，为再生混凝土梁耐 再生混凝土的实体模型，然后对实体模型进行网格划分。 久性的进一步研究提供科学依据。 考虑到再生混凝土保护层厚度为25～30mm，为使划分单元 1 原型简介 规整、尺寸统一 ，再生混凝土六面体单元的尺寸为25x25× 再生混凝土试验梁尺寸为b·h·L=120mm×200mmx 3O。架立筋和箍筋单元与再生混凝土单元共用节点，将相 1500ram，强度等级 RC35。梁主筋为 2根直径 12ram 的 应位置处的节点联接即可。腐蚀纵筋单元应独立创建。在 HRB335级钢筋，保护层厚度为25mm，架立筋与箍筋均为直 每个纵筋单元与再生混凝土单元节点重合处创建两个 径 8ram的 HPB235级钢筋，试验梁两端箍筋 间距均为 COMBI